黑龙江省几个玉米杂交种氮效率差异的分析

本试验利用对氮素反应呈不同表现类型的6个玉米杂交种，在4个施氮水平下，对其氮效率、产量及相关性状等进行了研究。结果表明，不同玉米杂交种的产量、氮累积量、氮效率和氮响应度存在明显的差异。克单8和垦玉6的氮响应度较高，增施氮肥可较大幅度提高产量。据不同施氮量下的玉米氮效率，可将小米杂交种划分为四种氮效率类型：绥玉7属于双高效型、龙单13属于低氮高效型、垦玉6属于高氮高效型、垦鉴玉6属于双低效犁。通径分析表明，氮吸收效率和氮利用效率对氮效率的作用均是直接作用大于间接作用，氮吸收效率对氮效率的直接作用在3个施氮处理中均大于氮效率对氮效率的直接作用，且是低氮下吸收作用强，高氮下利用效率对氮效率的直接作用要增强。据性状与产量相关分析表明，低氮条件下应选择抽丝期穗位叶叶绿素含量高，抽丝期穗位叶叶面积大，籽粒氮含量高，氮效率高和氮收获指数高的品种；高氮条件下应选择抽丝期生物量大和成熟期生物量大的品种。     

广西主要玉米自交系氮利用效率评价

[目的]对低氮胁迫和正常施氮条件下玉米植株的生理指标、产量性状与耐低氮的关系进行研究,为玉米自交系氮利用效率进行有效评价提供参考.[方法]以96份广西主要玉米自交系为材料,通过两年一点两个水平的田间试验,鉴定玉米自交系在低氮和正常氮水平下的产量、吐丝期穗位叶SPAD值、低氮农学利用效率(LNAE)、株高、穗粒数、百粒重和ASI值等性状指标,分析它们之间的相关关系,计算遗传力等,对玉米自交系氮利用效率进行有效评价.[结果]在低氮和正常施氮条件下,各性状遗传变异较大;铁7922、9046、金黄55、P1201-1-1-6、89-1、D黄212、Su137-3P798-1-3-1-3、M017和越F1-1等玉米自交系氮利用效率较高,应充分利用.低氮条件下,各遗传力较高,正常氮下则较低;穗粒数与产量相关性最高,达0.76.[结论]低氮条件下选育自交系的效率更高;低氮农学效率(LNAE)可作为玉米自交系氮利用效率评价指标;选择与产量相关性较高的性状,能提高选择材料效率.     

不同氮肥运筹方式对夏玉米产量和氮素利用的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同氮肥运筹方式下的夏玉米产量、产量构成、穗部性状、叶面积指数、干物质积累、穗位叶叶绿素相对含量以及光合速率、子粒形成的碳氮来源、收获指数、氮素收获指数及氮肥利用效率进行了研究。结果表明,在施总氮量相同的条件下,以播种期施氮结合大喇叭口期和抽丝期二次追施氮效果最好,即产量和氮肥利用效率均处于较高水平;其次为大喇叭口期一次追施氮;抽丝期一次追施氮以及前重后轻的施氮方式导致后期叶片缺肥早衰,影响光合产物的积累,从而影响产量,降低氮肥利用效率。     

不同氮水平下超高产玉米品种的产量性状分析

采用相关分析、通径分析方法对8个超高产玉米杂交种穗部性状与产量的关系进行了分析,结果表明,在高氮条件下(474kg/hm2),穗部各性状对玉米产量的作用依次为行粒数>百粒重>穗行数,保证吐丝期具有较高的生物量和叶绿素含量。在低氮条件下,应注重选育穗粒数多、百粒重大、吐丝期叶绿素和灌浆期生物量高的耐低氮品种(郑单958)。金山27和先玉335是高氮高效型品种,高氮水平下金山27产量较低氮水平下高68.18%,先玉335产量在高氮水平下比低氮水平增加90.40%,可在高氮水平下加以利用,郑单958在低氮水平下产量高于高氮水平,是低氮高效型品种。     

超高产玉米杂交种在不同氮水平下的产量相关分析

采用相关分析、通径分析方法对9个超高产玉米杂交种穗部性状与产量的关系进行了分析.结果表明,在高氮条件下,对产量作用大小依次为行粒数＞百粒重＞穗行数,同时还要保证吐丝期具有较高的生物量和灌浆期叶绿素含量较高;在低氮条件下,注意选育穗粒数多、百粒重大、吐丝期叶绿素和生物量高的耐低氮品种.同时结果表明,金山27和先玉335是高氮高效型品种,应该在高氮水平下加以利用,郑单958是低氮高效型品种.     

不同施氮量对水稻产量、氮素吸收及利用效率的影响

在田间试验条件下,研究不同施氮量对水稻产量、产量构成因素及氮素吸收利用效率的影响.结果表明,在低氨水平下,增加氮肥施用量有利于提高单位面积水稻有效穗数、籽粒产量、生物产量、籽粒和稻草N含量及氮素积累量,但施氮量达到一定水平后,随施氮量的增加而降低.单位面积有效穗数、籽粒产量、生物产量、籽粒氮素积累量均以施氮180 kg/hm2处理最高;籽粒、稻草N含量.稻草氮素积累量及氮素总积累量则以施氮225 kg/hm2处理最高,而N180处理仅次于N25处理;氮肥用量对氮素吸收利用效率影响明显,氮素利用效率(NUE)、氮素收获指数(NHI)、氮素农学效率(NAE)、氮肥利用率(RE)和氮肥偏因素生产力(PFP)等指标均随氮肥施用量的提高而降低,施氮180 kg/hm2处理的氮素吸收利用各项指标均高于施氮225 kg/hm2处理.相关性分析表明,籽粒和生物产量是影响氮素积累及氮素吸收利用效率的重要影响因子,单位面积成穗数和结实率对氮素利用吸收效率的影响也较大.     

氮肥对玉米高代重组近交系穗部性状的影响

以农大108的152个F_8重组自交系为基础材料,通过2点田间试验,在施氮(N+)和不施氮(N-)条件下,对玉米穗长、穗粗等8个穗部性状进行了分析.结果表明,施氮条件下,穗部各性状均明显优于不施氮,差异达极显著水平,F_8重组自交系之间稳部各性状也存在显著或极显著差异,但不同性状对氮反应不同,互作效应明显;不同家系穗部性状变异呈正态分布,其中穗粒重在2种氮水平下均表现出超亲分离,各穗部性状变异范围存在较大差异,其中穗重和穗粒重的变异系数较大,而穗粗和轴粗的较小.相关分析表明,当土壤基础氮含量较高时,在施氮与不施氮情况下,穗部各性状之间大多呈正相关关系.     

尿素硝酸铵溶液对玉米产量、品质及养分吸收的影响

采用大田试验,研究了尿素硝酸铵溶液（UAN）在夏玉米上的施用效果。结果显示：与尿素相比,同等施氮条件下,施用UAN可提高玉米产量,主要归因于穗粒数的增加;优化施氮量减量20%施用,玉米产量有所降低,但仍高于尿素优化施氮量处理。同等施氮或减氮20%条件下,施用UAN的产值和经济效益也均高于尿素处理,籽粒粗蛋白和淀粉含量也有提高。玉米籽粒氮、磷含量和累积量,秸秆中磷含量和累积量也显著增加;氮素吸收效率、氮素表观回收率、氮素农学利用效率和氮肥生产效率也高于尿素处理。同等施氮量处理,施用UAN较尿素土壤硝态氮有向地下淋洗的趋势,减量施用,硝态氮向地下淋洗的速率减慢。和尿素相比,施用UAN还可提高玉米籽粒和地上部水分利用效率,减量施用,水分利用效率有所下降。综合而言,从产量、经济效益、氮肥利用效率和水分利用效率来看,施用UAN的效果好于尿素。     

玉米自交系主要农艺性状与产量和抗旱性的关系研究

对288份玉米自交系进行大田开花期干旱胁迫处理,研究了玉米自交系的产量和抗旱性与水旱两种不同条件下的农艺性状之间的关系.结果表明,干旱胁迫条件下玉米自交系的产量与其在正常灌水条件下的产量性状高度正相关,而与正常灌水条件下的株高和穗位高等性状呈高度负相关;穗粒数多的自交系比穗粒数少的自交系在干旱条件下更高产也更抗旱;穗粒数、株穗数和株高这3个性状与旱地玉米高产抗旱的关系最为密切.     

不同冬小麦品种产量和氮素吸收利用效率差异

【目的】研究新疆南疆不同冬小麦品种产量、氮素吸收利用效率的差异及对氮肥的响应,为小麦氮高效育种、氮高效品种选择及氮肥优化施用提供参考依据。【方法】设置3个施氮量,选择新疆南疆种植12个品种（系）为材料,研究不同氮肥水平下不同小麦品种的产量、氮素积累量、氮素利用率、氮素吸收效率和氮素利用效率等指标差异。【结果】随着施氮量的增加不同品种收获穗数、穗粒数增加,千粒重降低,氮素积累量和产量增加;氮素利用率、氮素吸收效率和氮素利用效率随着施氮量的增加而降低。氮素利用率较高品种为新冬40号,新冬60号,15/6317。氮高效品种达到高氮效率的途径不同,在不施氮（N_o）条件下新冬40号,新冬60号,15/6317氮素利用率高主要是氮素吸收效率和氮素利用效率的共同作用,以氮素利用效率为主;在施氮条件下新冬60号和新冬40号在氮素吸收效率高来自其较高氮素吸收能力,而15/6317氮素利用率较高是氮素吸收效率和氮素利用效率的共同作用。【结论】不同品种达到氮高效的途径不同,针对不同小麦品种的氮素吸收和利用特性进行调控,提高小麦氮素吸收和利用效率。     

玉米氮效率性状的配合力分析

 在筛选氮高效自交系工作的基础上 ,利用NC Ⅱ设计 ,在两个氮水平下 (2 0 0kg·ha-1和不施氮 ) ,对 18个自交系配合力作出评价。结果表明 ,高氮条件下 ,氮效率受非加性效应控制 ,对氮高效育种有价值的自交系有2 199+ 、河农 7、河农 11;而在低氮条件下 ,氮效率受加性效应控制 ,792 2、2 199+ 、河农 7、河农 9、115 4在耐低氮育种中利用价值较高。在两个氮水平下 ,组合F1代产量与配合力总效应呈极显著正相关。氮吸收效率的遗传力大于氮利用效率。     

Growth traits and nitrogen assimilation-associated physiological parameters of wheat(Triticum aestivum L.) under low and high N conditions

In this study, 14 wheat cultivars with contrasting yield and N use efficiency(NUE) were used to investigate the agronomic and NUE-related traits, and the N assimilation-associated enzyme activities under low and high N conditions. Under deficient-N, the cultivars with high N uptake efficiency(UpE) and high N utilization efficiency(UtE) exhibited higher plant biomass, yields, and N contents than those with medium and low NUEs. The high Up E cultivars accumulated more N than other NUE type cultivars. Under sufficient-N, the tested cultivars showed similar patterns in biomass, yield, and N content to those under deficient-N, but the varietal variations in above traits were smaller. In addition, the high Up E cultivars displayed much more of root biomass and larger of root length, surface area, and volume than other NUE type cultivars, indicating that the root morphological traits under N deprivation are closely associated with the plant biomass through its improvement of the N acquisition. The high Ut E cultivars showed higher activities of nitrate reductase(NR), nitrite reductase(NIR), and glutamine synthetase(GS) at stages of seediling, heading and filling than other NUE type cultivars under both low and high N conditions. Moreover, the high Up E and Ut E cultivars also displayed higher photosynthetic rate under deficient-N than the medium and low NUE cultivars. Together, our results indicated that the tested wheat cultivars possess dramatically genetic variations in biomass, yield, and NUE. The root morphological traits and the N assimilation enzymatic acitivities play critical roles in regulating N accumulation and internal N translocation under the N-starvation stress, respectively. They can be used as morphological and biochemical references for evaluation of Up E and Ut E in wheat.     

氮肥施用时间和植物生长调节剂对小麦氮吸收和利用的影响

研究了氮肥施用时间和植物生长调节剂对小麦氮吸收和利用的影响。结果表明,氮肥施用时间和植物生长调节剂对小麦植株氮含量、积累和利用有显著影响。烯效唑 (S₃₃₀₇)和GA₃处理均能增加植株的氮含量,二者又以GA₃处理的效果更为明显。S₃₃₀₇和GA₃混合使用能明显提高各生育期的氮含量。植株氮含量在基因型之间差异显著,孕穗期叶片和茎杆扬麦5号显著高于浙农大941,而成熟期则以浙农大941较高。S₃₃₀₇由于抑制干物质合成而减少了氮的积累,而GA₃则增加氮的积累并减轻S₃₃₀₇的抑制作用。氮利用效率(NUE)和氮效率比(NER)在基因型和不同植物生长剂处理之间存在着显著差异。扬麦5号的NUE和NER高于浙农大941。与S₃₃₀₇或GA₃单独使用相比,两种生长调节剂混合应用显著增加了NUE和NER。     

施氮量对大麦干物质生产及氮素吸收利用效率的影响

[目的]研究施氮量对大麦干物质生产及氮素吸收利用效率的影响,为氮肥合理施用提供理论基础。[方法]以大麦重组自交系为材料,研究了不同施氮量条件下,氮肥对大麦产量、干物质生产及氮素吸收利用的影响。[结果]大麦抽穗期和成熟期干物质积累量均随施氮量的增加而增加,但增加的幅度逐渐减弱;成熟期茎叶氮含量、植株氮积累量、籽粒氮含量也随施氮量的增加而增加,但籽粒氮含量增速缓慢;氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、氮素收获指数均随施氮量的增加而下降,氮素干物质生产效率降幅较大。[结论]施氮水平对大麦干物质生产及氮素吸收利用效率影响较大。     

大白菜硝酸盐含量的配合力分析

试验以5个大白菜高代自交系作亲本,按GriffingⅡ完全双列杂交遗传设计配制15个杂交组合,在2个施氮水平下(300kg·hm-2和不施氮),进行大白菜硝酸盐含量配合力和遗传力分析。结果表明,大白菜硝酸盐含量的一般配合力方差占主导地位;加性效应和非加性效应对大白菜硝酸盐含量都有重要作用,但以加性效应为主,广义遗传力较高,狭义遗传力中等。     

氮高效利用基因型大麦氮素转移及氮形态组分特征

【目的】揭示氮高效利用基因型大麦生育后期氮素分配转运的生理机制,为大麦高效氮肥管理和高产栽培提供理论依据。【方法】采用土培盆栽试验,利用前期筛选出的氮高效利用基因型大麦（DH61、DH121+）和低效利用基因型大麦（DH80）为试验材料,分析其在不施氮、低氮（125 mgN·kg^-1土）、正常氮（250 mgN·kg^-1土）和高氮（375 mgN·kg^-1土）4个氮素处理下籽粒产量、生物量及生育后期地上部营养体氮素转移特性和植株氮形态组分构成特征。【结果】（1）随施氮量的减少,不同氮效率基因型大麦籽粒产量和地上部生物量均减少。同一施氮处理,高效基因型大麦籽粒产量和地上部生物量高于低效基因型。不施氮处理下,高效型大麦DH61和DH121+籽粒产量分别是低效型DH80的1.96、2.03倍;低氮处理下分别是低效型DH80的2.10、2.37倍。扬花期和灌浆期,不施氮和低氮处理下两类基因型大麦植株氮浓度无明显差异,氮高效基因型大麦干物质形成能力较强。（2）高效基因型大麦植株能够积累较多的氮素,扬花前高效基因型氮素积累量占大麦生育期氮积累量的比例高于低效基因型。低氮（125 mgN·kg^-1土）、正常氮（250 mgN·kg^-1土）、高氮处理（375 mgN·kg^-1土）下,高效基因花前氮素积累量是低效基因型的1.31、1.38、1.49倍,充足的氮素积累为后期灌浆结实奠定了物质基础。（3）随着氮素用量的增加,氮素转运量呈单峰曲线变化,氮素转移率和氮素转运量对籽粒的贡献率则逐渐下降,过高的氮肥施用不利于氮素向籽粒的转运。高效基因型DH61和DH121+籽粒氮素来源更多依赖于前期地上部营养体的氮素转移,不施氮和低氮氮素转运量对籽粒的贡献率分别为35.06%、40.06%和76.37%、81.72%。而低效基因型DH80籽粒的氮素来源则以后期根系氮素的吸收和转移为主,氮素吸收量对籽粒的贡献率为68.20%和34.84%。（4）相同氮素处理下,扬花至灌浆期大麦茎秆和叶片中营养性氮含量增加,功能性氮含量变化平稳,而结构性氮含量则降低;籽粒营养性氮含量逐渐增加,结构性氮含量缓慢下降。且较低效基因型,高效基因型大麦茎秆和叶片结构性氮含量的降低幅度大,氮素转运能力强。低氮处理下,高效基因型扬花期至灌浆期茎秆和叶片结构性氮含量分别降低49.57%、62.58%;灌浆至成熟期分别降低64.47%、28.11%。【结论】氮高效利用基因型大麦籽粒氮含量受花后茎秆和叶片中结构性氮的分解转化决定,营养器官中结构性氮的再利用有利于氮素利用效率的提高。     

缓释尿素一次性施用在玉米减氮增效中的作用

【目的】探讨缓释尿素减量对玉米产量和土壤养分供应的影响,为缓释氮肥在玉米减氮增效上的应用提供理论基础和实践依据。【方法】在常规施氮（普通尿素,施氮250 kg/ha）基础上,设减氮20%和40%的普通尿素与缓释尿素处理的田间小区试验,基于土壤氮供应和植株氮吸收动态、光合特征、氮同化关键酶活性及产量构成,评价缓释氮肥在玉米种植中的减氮增效潜力。【结果】与常规施氮相比,减氮20%处理的玉米产量无显著变化（P>0.05）,但显著增加了收获指数（P<0.05,下同）;而减氮40%后玉米显著减产20.6%～22.5%;各减氮处理均导致地上部氮吸收量显著降低,减氮20%缓释尿素处理各生育期的地下部氮吸收量显著高于其他处理。减氮20%处理显著增加了氮肥表观利用率,提高了玉米叶片气孔导度和光合氮利用效率;减氮40%处理的氮吸收总量、净光合速率和光合氮利用效率显著下降。氮同化酶中谷氨酸脱氢酶和谷草转氨酶对减氮敏感,活性分别显著降低18.6%～61.0%和13.8%～29.7%。与常规施氮相比,减氮40%处理显著降低了土壤硝态氮含量（苗期除外）;减氮20%处理显著增加了各生育期的铵态氮含量。相关分析结果表明,产量与生物量、收获指数、氮吸收总量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光合氮利用率及小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗期和成熟期的硝态氮含量均呈极显著正相关（P<0.01,下同）,与胞间CO₂浓度呈极显著负相关,与秃尖长、谷氨酸合成酶及大喇叭口期和抽穗期的铵态氮含量呈显著正相关;氮肥表观利用率与收获指数呈显著正相关,与谷氨酸脱氢酶呈极显著负相关,与谷草转氨酶呈显著负相关。【结论】在常规施氮基础上减氮20%后,施用普通尿素和缓释尿素均可维持玉米产量,而减氮40%后玉米产量大幅下降;与普通尿素相比,缓释氮肥一次性施用无显著的减氮增效优势。导致减氮后玉米产量变化的主要影响因素是氮吸收总量、光合氮利用效率和土壤硝态氮含量。     

Physiological evaluation of nitrogen use efficiency of different apple cultivars under various nitrogen and water supply conditions

Nitrogen(N) deficiency is a common problem for apple(Malus×domestica) production in arid regions of China. However, N utilization efficiency(NUE) of different apple cultivars grown under low N conditions in arid regions has not been evaluated. In this study, NUE was assessed for one-year-old seedlings of six apple cultivars, Golden Delicious, Qinguan, Jonagold, Honeycrisp, Fuji and Pink Lady, grafted onto Malus hupehensis Rehd. rootstocks. Four treatments were used, including control water with control N(CWCN), limited water with control N(LWCN), control water with low N(CWLN) and limited water with low N(LWLN). Our results showed that growth indices such as biomass, plant height and stem diameter, and photosynthetic rate of all cultivars decreased in the order CWCNCWLNLWCNLWLN. When subjected to LWLN treatment, Qinguan showed better growth and photosynthetic characters than other tested cultivars. Additionally, Qinguan and Pink Lady had higher NUE, while Honeycrisp and Jonagold had lower NUE, based on the determination of biomass, photosynthetic parameters, chlorophyll content, the maximal photochemical efficiency of PSII(F_v/F_m), ~(15) N and N contents.